CN116221126A - 浇水泵 - Google Patents

Abstract

一种泵(100)，包括限定入口(104)和出口(106)的本体(102)。第一阀(300)选择性地打开回流开口(110)。第一阀(300)包括第一阀壳体(306)，使得第一阀本体(308)通过第一弹簧(310)偏压地联接在第一阀壳体(306)内。第一阀本体(308)使第一弹簧(310)移动到第一压缩状态以及第一未压缩状态。设置在第一阀(300)内的第二阀(312)包括第二阀本体(314)。第二阀本体(314)通过第二弹簧(316)偏置地联接在第一阀本体(308)内。第二阀本体(314)使第二弹簧(316)移动到第二压缩状态以允许液体流动，以及移动到第二未压缩状态以不允许液体流动通过第二阀(312)。

Description

浇水泵

技术领域

本公开涉及一种浇水泵，并且更具体地涉及一种用于浇水泵的阀组件。

背景技术

自吸式离心泵被广泛用于诸如园艺等的应用以能够供应水。这种泵的重要功能之一是吸入水。这种泵设计成与作为介质的水而不是空气一起工作。因此，泵需要在泵的启动之前填充水。该泵限定朝向入口的吸入侧和朝向出口的压力侧。在整个泵送过程中，水从吸入侧输送到压力侧，这在吸入侧上产生负压。这个过程还可能将空气从吸入侧引入到压力侧。然而，极重要地是大部分流动介质应当是水，这是因为该泵设计成用于水的流动。

确保这一点的方式之一是提供围绕吸入侧的回流开口。然而，这使得始终存在回流，该回流导致泵的功率的显著损失，损失的功率部分地由较高功率的电机提供的较高流量来补偿。类似的技术还用于多级液压泵。然而，这种泵具有较好的自吸能力并且仅在特殊操作情况期间需要回流。

为了设置这种布置，这种泵配备有吸入阀。吸入阀具有回流开口和具有压缩弹簧的阀本体。当未被加载时，吸入阀打开。在吸入过程期间，所泵送的水围绕阀本体流动，再进入泵的吸入侧，并且能够通过泵被再次泵送并且移动到压力侧。通过泵送水空气混合物以及压力侧上的空气分离，吸入侧形成负压。在完成吸入过程之后，存在穿过吸入阀的流。这在阀本体之前和之后的区域之间产生流动压力梯度。由于阀本体前方的压力大于阀本体后方的压力，因此产生抵消由吸入阀的压缩弹簧施加的力的合力。当泵的压力侧几乎关闭时，在该区域中可能出现高流量。如果流量足够大，则吸入阀通过压力梯度关闭。当前的高静压保持吸入阀关闭。如果压力侧打开，则泵的内部压力下降。如果超过一定压力，则由压缩弹簧施加的力使得吸入阀重新打开。

一种特殊情况是具有非常低的流量的操作点与关闭的阀结合。由于所泵送的介质的空气分离，空气积聚在泵的吸入侧上。低流量和由此产生的低流速不能将空气输送到压力侧。此外，在吸入侧上的太多空气可能导致泵的液压装置崩溃。这种现象可以通过额外的回流开口来抵消。额外的回流开口一直在压力侧与吸入侧之间提供回流，并且移除分离的空气。然而，额外的回流开口导致液压功率的一直损失，这是非常不期望的。

中国实用新型CN206144850(下文称为’850参考文献)提供了一个实例。’850参考文献公开了一种花园泵的流道本体结构。花园泵包括回流孔，该回流孔还包括阀构件。阀构件包括基于泵上的压力操作的弹簧。阀构件通过弹簧的致动来保持泵内部的水的流量。然而，’850参考文献似乎没有解决在先前讨论的低流量和低流速期间所面临的问题。

由此，需要提供一种用于泵的改进的阀组件装置。

发明内容

鉴于以上，本发明的目的是解决或至少减少以上讨论的缺点。该目标至少部分地通过泵实现。该泵具有本体，该本体限定入口和出口以允许液体流动。泵具有在入口周围的吸入侧和在出口周围的压力侧。泵具有定位在入口下游的叶轮。泵限定回流开口。回流开口与入口和出口流体连通。泵包括第一阀。第一阀与回流开口操作性地联接，使得第一阀选择性地打开回流开口。第一阀具有第一端和第二端。第一阀还包括第一阀壳体。第一阀本体通过第一弹簧在第二端周围偏置地联接在第一阀壳体内。基于操作情况，第一阀本体使第一弹簧在第一压缩状态与第一未压缩状态之间移动。第一阀本体将第一弹簧移动到第一压缩状态以不允许液体流动通过第一阀，并且第一阀本体将第一弹簧移动到第一未压缩状态以允许液体流动通过第一阀。

此外，泵的特征在于第二阀设置在第一阀内。第二阀具有第二阀本体，使得第二阀本体通过第二弹簧偏置地联接在第一阀本体内。基于操作情况，第二阀本体使第二弹簧在第二压缩状态与第二未压缩状态之间移动。第二阀本体使第二弹簧移动到第二压缩状态以允许液体流动通过第二阀，并且第二阀本体使第二弹簧移动到第二未压缩状态以不允许液体流动通过第二阀。

多个阀(即，第一阀和第二阀)的这种布置允许吸入和稳定的泵送特性，而不会由于一直打开的回流开口而一直损失泵功率。改进的阀系统允许阀通过两个弹簧(即，第一弹簧和第二弹簧)最佳地适配于泵的期望性能曲线。另外地，阀将需要较小的空间和较少数量的部件，这是由于第二阀放置在第一阀内并且相同部件执行多于一个功能。例如，第一阀本体用作第二阀的壳体。由此，本公开提供了能够克服先前讨论问题的改进的泵。

根据本发明的一实施方式，第一阀是吸入阀，第二阀是压力阀。这种组合共同起作用以实现泵的更好运行结果并且减少可能由于一直存在回流开口而发生的损失。

根据本公开的一实施方式，第二阀布置在第一阀内且在第一压缩弹簧与第一阀本体之间。这个装置允许第一阀本体用作第二阀的阀壳体。这种结构系统允许使用较少数量的部件，因为现有部件执行双重功能。

根据本公开的一实施方式，第二阀基于作用在第二压缩弹簧上的压力在第一阀本体内往复运动。基于操作状态，第二阀由通过第二阀本体作用在第二弹簧上的压力来致动。在第二阀上压力非常高的情况下，第二阀在第一阀本体内的往复运动为第二阀提供致动。在这种情况下，第二阀保持打开，并且第一阀保持关闭。

根据本公开的一实施方式，第一阀本体在第一阀的第一端周围限定压力开口。第一阀本体的压力开口允许流体流动，使得第二阀本体在第二压缩状态和第二未压缩状态之间移动第二弹簧。第二弹簧在第二压缩状态与第二未压缩状态之间的移动分别关闭和打开第二阀。出于致动目的，压力开口允许阀本体承受压力并且在第二压缩弹簧上施加足够的力。

根据本公开的一实施方式，泵是离心泵。离心泵可以非常有效地利用所描述的阀系统，并且减少由于多个回流开口而一直引起操作功率的损失。

本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图变得清楚。

附图说明

将参考附图更详细地描述本公开，在附图中：

图1示出了现有技术中已知的离心泵；

图2A示出了现有技术中已知的用于离心泵的阀，该阀的第一弹簧处于未压缩状态；

图2B示出了现有技术中已知的用于离心泵的阀，该阀的第一弹簧处于压缩状态；

图3示出了根据本公开的一实施方式的离心泵的用于容纳第二阀的第一阀；

图4示出了根据本公开的一实施方式的在第二阀关闭时的用于离心泵的处于中间位置的第一阀；

图5示出了根据本公开的一实施方式的用于离心泵的第一阀和关闭的第二阀；并且

图6示出了根据本公开的一实施方式的在第二阀打开时的用于离心泵的关闭的第一阀。

具体实施方式

下文将参考附图更充分地描述本公开，在附图中示出了结合本公开的一个或多个方面的本公开的示例性实施方式。然而，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应当解释为局限于本文所阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将是彻底并且完整的，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。例如，本公开的一个或多个方面可用于其他实施方式甚至其他类型的结构和/或方法。在附图中，相同的标号指代相同的元件。

在本文中使用的某些术语仅是为了方便起见，并且不应视为对本公开的限制。例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“侧”、“纵向”、“侧向”、“横向”、“向上”、“向下”、“向前”、“向后”、“向侧向”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“向上”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“顶部”、“底部”、“较高”、“上方”、“下方”、“中心”、“中部”、“中间”、“在…之间”、“端部”、“邻近”、“靠近”、“附近”、“远侧”、“远程”、“径向”、“周向”等仅描述图中所示的配置。实际上，部件可以定向在任何方向上，因此，除非另有说明，否则术语应当理解为包括这些变化。

图1示出了泵100。泵100可以是任何类型的泵。在一实施方式中，泵100是离心泵。泵100可以用于输送流体，诸如水或其他这种流体。出于描述本公开的目的，流体将考虑为水。然而，应当考虑的是液体还可以是任何其他液体而没有任何限制。泵100具有本体，该本体限定入口104和出口106以允许液体流动。流体通过入口104进入泵100并且通过出口106离开泵100。泵100限定吸入侧S和压力侧P。吸入侧S限定成在入口104周围并且压力侧P限定成在出口106周围。泵100还包括叶轮108。

如图所示，叶轮108定位在入口104的下游，然而，叶轮108的任何其他位置、类型和布置都在范围内。当运动时，叶轮108使水移位以增大水从入口104到出口106的流动。泵100还包括与入口104和出口106流体连通的回流开口110。回流开口110为水提供通道以从压力侧P流动返回吸入侧S。阀200(如图2A和图2B所示)与回流开口110操作性地联接。阀200操作以选择性地打开回流开口110。

图2A和图2B示出了常规已知的阀200的结构细节。阀200具有第一端202和第二端204。阀200限定阀壳体206。阀200还包括阀本体208。阀本体208通过弹簧210偏置地联接在阀壳体206内。阀本体208通过弹簧210联接到阀200的第二端204周围。弹簧210可以在压缩状态与未压缩状态之间移动。图2A示出了处于未压缩状态的弹簧210，图2B示出了处于压缩状态的弹簧。阀本体208将弹簧210移动到压缩状态以不允许水流动通过阀200。此外，阀本体208将弹簧210移动到未压缩状态以允许水流动通过阀200。

结合参考图2A和图2B，在正常操作期间，弹簧210处于未压缩状态并且阀200打开。水通过入口104进入泵100并且通过出口106离开泵100。在吸入过程期间，由泵100泵送的水在阀本体208周围流动。所泵送的水可以在阀本体208周围流动并且再进入泵100的吸入侧S。所泵送的水可以被再次泵送并且被移动到泵100的压力侧P。现在，应当考虑水空气混合物从吸入侧S泵送。来自水空气混合物的空气在压力侧P上被分离。因此，形成了朝向吸入侧S的负压。此外，在完成吸入过程之后，水流开始通过阀200。这在阀本体208上产生流动压力梯度。由此，流动压力梯度产生合力，该合力对抗弹簧210作用并且偏压阀本体208以使弹簧210朝向压缩状态移动，如图2B所示。

如本文所使用的，压力P1、P2、P3和P4用于示出：基于液体流动的阀200和阀300内部的压力、力(用虚线示出)；与弹簧210、第一弹簧310和第二弹簧316相关的弹簧力(在附图中用左实线箭头示出)；以及基于液体流动和弹簧力的合力(在附图中用右实线箭头示出)。在一些实施方式中，如图2A和图2B所示，在压力侧P周围的压力P1比在吸入侧S周围的压力P2更高(即，P1＞P2)，以允许致动阀本体208以将弹簧210移动到压缩状态(图2B所示)，从而不允许水流动通过阀200。为了清楚起见，在阀本体208周围的实线箭头示出为具有更大的尺寸以指示阀本体208的移动，以将弹簧210移动到如图2B所示的压缩状态。

图3示出了根据本公开的阀300的结构细节。根据本公开的阀300此后应当被称为第一阀300。第一阀300具有第一端302和第二端304。第一阀300限定第一阀壳体306。第一阀300还包括第一阀本体308。第一阀本体308通过第一弹簧310偏置地联接在第一阀壳体306内。第一阀本体308通过第一弹簧310联接到第一阀300的第二端304周围。第一弹簧310可以在第一未压缩状态与第一压缩状态之间移动。第一阀本体308可以使第一弹簧310移动到第一未压缩状态以允许水流动通过第一阀300。此外，第一阀本体308可以使第一弹簧310移动到第一压缩状态以不允许水流动通过第一阀300。图3示出了处于未压缩状态的第一弹簧310，图4示出了处于压缩状态的第一弹簧310。

结合参考图3和图4，泵100还包括布置在第一阀300内的第二阀312。在此应当注意第一阀本体308用作第二阀312的阀壳体。第二阀312布置在第一阀300内且在第一弹簧310与第一阀本体308之间。第二阀312还包括第二阀本体314和第二弹簧316。第二阀本体314通过第二弹簧316而被偏压地联接在第一阀本体308内。第二弹簧316可以在第二未压缩状态与第二压缩状态之间移动。第二阀本体314可以使第二弹簧316移动到第二未压缩状态以不允许水流动通过第二阀312。此外，第二阀本体314可以使第二弹簧316移动到第二压缩状态以允许水流动通过第二阀312。图3和图4均示出了处于未压缩状态的第二弹簧316。此外，在一些实施方式中，第一阀300是吸入阀，并且第二阀312是压力阀。这种组合可以允许实现泵100的更好的运行结果并且减少可能由于一直回流开口而发生的损失。

返回参考图3，水从入口104开始流动并且通过出口106流出。在正常操作期间，水流在第一阀本体308上产生压差或流动压力梯度。因此，力作用在第一阀本体308上，并且第一阀本体308从第一端302朝向第二端304移动。这个移动是通过由于第一阀本体308上的流动压力梯度而作用的力克服由第一弹簧310施加在第一阀本体308上的力来致动的。

图4示出了在第一端302与第二端304之间的中间位置中的第一阀本体308。在这个位置中，流量与当第一阀本体308处于第一端302处时相比减小。第一阀300部分打开，并且第二阀312完全关闭。随着由于流动压力梯度施加的力在第一阀本体308上增大，第一阀本体308到达第二端304，如图5所示。在本文中，由于在第一阀本体308周围的压力P3，第一阀300现在完全关闭并且根本不允许任何水的流动。第二阀312仍然完全关闭。现在，如果朝向压力侧的压力P进一步增加并且超过特定阈值，则随后第二阀312被致动。阈值可以取决于各种因素，例如第二弹簧316的压缩系数、第二阀本体314的材料成分等。

参考图6，第二阀312的致动取决于施加到第二阀本体314上的力，在本文中是在第一阀本体308周围的压力P4。第二阀本体314经受两个相反的力。这些力中的一个力是由第二弹簧316施加在第二阀本体314上的压缩力(由左实线箭头示出)。第一阀本体308限定朝向第一阀300的第一端302的压力开口318。其他力，即压力P4，由于压力侧P上的压力通过压力开口318而被施加。参考图5、图6，压力P4＞压力P3使得第二阀312的第二阀本体314移动或致动。第二阀本体314的这种移动允许这样的液体流动(如虚线箭头所示)，即液体从压力开口318通过第二阀312的第二阀本体314周围流向阀300的回流开口110(图1中示出)。本公开涉及回流开口110(参考本公开的阀300进行说明)，该回流开口可以设置在阀300的第二端304周围。

第一阀本体308的压力开口318允许流体流动，使得第二阀本体314在第二压缩状态(参考图6)和第二未压缩状态(参考图5)之间移动第二弹簧316。第二弹簧316在第二压缩状态与第二未压缩状态之间的移动分别打开和关闭第二阀312。出于致动目的，压力开口318允许第二阀本体314承受压力并且在第二弹簧316上施加足够的力。

基于操作条件，当通过压力开口318施加在第二阀本体314上的力超过由于第二弹簧316施加在第二阀本体314上的力时，第二阀本体314对抗第二弹簧的偏置力移动，并且第二阀312打开，如图6所示。第二阀312基于作用在第二弹簧316上的压力在第一阀本体308内往复运动。

在第二阀312上的压力非常高的情况下，第二阀312在第一阀本体308内的往复运动为第二阀312提供致动。在这种情况下，第二阀312保持打开，并且第一阀300保持关闭。当第二阀312打开时，水流动通过压力开口318，并且在第二阀本体314周围以进入吸入侧S。由此，在第一阀300的关闭状态下也实现了水的回流。这种布置允许吸入和稳定的泵送特性，而不会由于一直打开的回流开口而一直损失泵送功率。通过经由第一弹簧310和第二弹簧316做出的调整，第一阀300和第二阀312共同允许泵100的操作最佳地适配于泵100的期望性能曲线。

在一些实施方式中，本公开允许对泵100的性能进行微调，这可以通过调整第一弹簧310和第二弹簧316的压缩系数容易地实现。诸如不同的操作条件、泵100的不同损耗阶段和不同的水质等因素也可以通过调整第一弹簧310和第二弹簧316来处理，而不会产生大量的成本和努力。

另外地，泵100将需要较小的空间和较少数量的部件，这是由于第二阀312布置在第一阀300内并且相同的部件执行多于一个功能。例如，第一阀本体308充当第二阀312的阀壳体。因此，本发明提供了一种改进的泵100，其能够克服关于常规泵所讨论的问题。

在附图和说明书中，已经公开了本公开的优选实施方式和实例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性的意义使用，而不是为了限制在所附权利要求中阐述的本公开的范围的目的。

元件列表

100 泵

102 本体

104 入口

106 出口

108 叶轮

110 回流开口

200 阀

202 第一端

204 第二端

206 阀壳体

208 阀本体

210 弹簧

300 阀/第一阀

302 第一阀的第一端

304 第一阀的第二端

306 第一阀壳体

308 第一阀本体

310 第一弹簧

312 第二阀

314 第二阀本体

316 第二弹簧

318 压力开口

320 回流开口

S 吸入侧

P 压力侧

P1 压力

P2 压力

P3 压力

P4 压力。

Claims (7)

1.一种泵(100)，包括：

本体(102)，限定入口(104)和出口(106)以允许液体流动，其中，所述泵(100)具有在所述入口(104)周围的吸入侧(S)和在所述出口(106)周围的压力侧(P)；

叶轮(108)，定位在所述入口(104)的下游；

回流开口(110)，与所述入口(104)和所述出口(106)流体连通；以及

第一阀(300)，与所述回流开口(110)操作性地联接以选择性地打开所述回流开口(110)，其中，所述第一阀(300)限定第一端(302)和第二端(304)，并且

其中，所述第一阀(300)包括第一阀壳体(306)，其中，第一阀本体(308)通过第一弹簧(310)而被偏压地联接在所述第一阀壳体(306)内位于所述第二端(304)周围，并且

其中，所述第一阀本体(308)适于使所述第一弹簧(310)移动到第一压缩状态以不允许液体流动通过所述第一阀(300)，并且所述第一阀本体(308)适于使所述第一弹簧(310)移动到第一未压缩状态以允许液体流动通过所述第一阀(300)；

其特征在于：

第二阀(312)布置在所述第一阀(300)内，其中，所述第二阀(312)具有第二阀本体(314)，其中，所述第二阀本体(314)通过第二弹簧(316)而被偏压地联接在所述第一阀本体(308)内，

其中，所述第二阀本体(314)适于使所述第二弹簧(316)移动到第二压缩状态以允许液体流动通过所述第二阀(312)，并且所述第二阀本体(314)适于使所述第二弹簧(316)移动到第二未压缩状态以不允许液体流动通过所述第二阀(312)。

2.根据权利要求1所述的泵(100)，其中，所述第一阀(300)是吸入阀，并且所述第二阀(312)是压力阀。

3.根据权利要求1或2所述的泵(100)，其中，所述第二阀(312)设置在所述第一阀(300)内且在所述第一弹簧(310)与所述第一阀本体(308)之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泵(100)，其中，所述第二阀(312)基于作用在所述第二弹簧(316)上的压力在所述第一阀本体(308)内往复运动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的泵(100)，其中，所述第一阀本体(308)在所述第一阀(300)的所述第一端(302)周围限定压力开口(318)。

6.根据权利要求5所述的泵(100)，其中，所述第一阀本体(308)的压力开口(318)允许流体流动，以便允许所述第二阀本体(314)在所述第二压缩状态与所述第二未压缩状态之间移动所述第二弹簧(316)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的泵(100)，其中，所述泵(100)是离心泵。

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